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[原创] TI CC1350双频段超低功耗无线MCU解决方案

关键词:ARM Cortex-M3 MCU 蓝牙 BLE 工业控制

时间:2016-11-23 10:43:17       作者:TI       来源:中电网

CC1350是CC26xx和CC13xx系列高性价比,超低功耗,2.4GHz和Sub-1 GHz RF器件的成员。更低的有源射频和微控制器(MCU)电流消耗,除了灵活的低功耗模式,它还提供超长的电池寿命,并允许在小型钮扣电池和能量收集应用中的长距离操作。

CC1350是CC13xx和CC26xx系列中经济高效的超低功耗无线MCU的第一款器件,能够处理Sub-1GHz和2.4GHz RF频率。CC1350器件将灵活的超低功耗RF收发器与强大的48MHz Cortex-M3微控制器结合在一个支持多个物理层和RF标准的平台中。专用无线控制器(Cortex-M0)处理存储在ROM或RAM中的低级RF协议命令,从而确保超低功耗和灵活性,可满足Sub-1GHz协议和2.4GHz协议(例如蓝牙低能源)。这使得能够提供将最佳可能的RF范围的Sub-1GHz通信解决方案与蓝牙低功耗智能手机连接相结合,通过电话应用程序即可实现良好的用户体验。该系列中的Sub-1GHz器件是CC1310。

CC1350器件是一种高度集成的真正单芯片解决方案,集成了完整的射频系统和片上DC-DC转换器。

传感器可以通过专用的自主超低功耗MCU以非常低功耗的方式处理,可配置为处理模拟和数字传感器;因此主MCU(Cortex-M3)可以将睡眠时间最大化。

CC1350电源和时钟管理以及无线电系统需要通过软件进行特定的配置和处理才能正常运行,这已在TI-RTOS中实现。TI建议对设备上的所有应用程序开发使用此软件框架。完整的TI-RTOS和器件驱动程序以免费的源代码提供。

CC1350主要特性

世界上第一个双频(亚1GHz和2.4GHz)无线微控制器
微控制器
强大的ARM Cortex-M3
EEMBCCoreMark成绩:142
EEMBC ULPBench得分:158
时钟速度高达48MHz
128KB在系统可编程闪存
8KB SRAM缓存(或作为通用RAM)
20KB超低泄漏SRAM
2引脚cJTAG和JTAG调试
支持无线(OTA)更新
超低功耗传感器控制器
可以从系统的其余部分自动运行
16位架构
2KB的用于代码和数据的超低泄漏SRAM
高效的代码尺寸架构,TI RTOS,驱动器,Bluetooth低功耗部件
在ROM中的控制器和Bootloader
符合RoHS标准的封装
7mm×7mm RGZ VQFN48(30GPIO)
外设
所有数字外设引脚可以布线到任何GPIO
四个通用定时器模块(八个16位或四个32位定时器,PWM)
12位ADC,200k采样率/s,8通道模拟复用器
连续时间比较器
超低功耗时钟比较器
可编程电流源
UART
2×SSI(SPI,MICROWIRE,TI)
I2C,I2S
实时时钟(RTC)
AES-128安全模块
真随机数发生器(TRNG)
支持八个电容性感应按钮
集成温度传感器
外部系统
片上内部DC-DC转换器
与SimpleLink CC1190和CC2592范围扩展器无缝集成
低电量
宽电源电压范围:1.8V~3.8V
RX:5.4mA(Sub-1GHz),6.4mA(蓝牙低功耗,2.4GHz)
+10dBm时的TX:13.4mA(Sub-1GHz)
TX为+9dBm:22.3mA(蓝牙低功耗,2.4GHz)
+0dBm时的TX:10.5mA(蓝牙低功耗,2.4GHz)
主动模式MCU 48MHz运行核心:2.5mA(51μA/MHz)
主动模式MCU:48.5CoreMark/mA
24MHz时的有源模式传感器控制器:0.4mA+8.2μA/MHz
传感器控制器,每秒唤醒一次,执行一个12位ADC采样:0.95μA
待机:0.7μA(RTC运行以及RAM和CPU保留)
关断:185nA(外部事件唤醒)
射频部分
2.4GHz射频收发器兼容蓝牙低功耗4.2规格
出色的接收灵敏度,采用124dBm
长距离模式,在50kbps(Sub-1GHz)时为-110dBm,在蓝牙低功耗为87dBm
优异的选择性(±100kHz):56dB
优异的阻塞性能(±10MHz):90dB
在2.4GHz(蓝牙低功耗)功率下可编程输出功率高达+14dBm(亚1GHz)和+9dBm
单端或差分RF接口
适用于符合“全球无线电频率规则”的系统
工具和开发环境
全功能和低成本开发套件
针对不同RF配置的多种参考设计
Packet Sniffer PC软件
传感器控制器工作室
SmartRF Studio
SmartRF闪存编程器2
适用于ARM的IAR EmbeddedWorkbench
Code Composer Studio

CC1350应用

315-,433-,470-,500-,779-,868-,915-,920-MHz和2.4-GHz ISM和SRD系统
具有50kHz~5MHz通道间距的低功耗无线系统
家庭和楼宇自动化
无线报警和安全系统
工业监控
蓝牙低功耗信标管理
蓝牙低功耗调试
智能电网和自动计量表读数
无线医疗应用
无线传感器网络
有源RFID
IEEE 802.15.4g,启用IP的智能对象(6LoWPAN),无线M-Bus,KNX系统,Wi-SUN™和专有系统
能量采集应用
电子货架标签(ESL)
长距离传感器应用
热消耗分配器

图1  CC1350框图

图2  CC1350差分参考设计

Simplelink CC1350 LaunchPad蓝牙板

CC1350 SensorTag使用单芯片Bluetooth Smart无线电和1GHz以下的无线电扩展了SensorTag生态系统,轻松地实现手机与远程连接功能完美结合,包括一个32位ARM Cortex-M3处理器芯片,采用单个纽扣电池便可运行多年。

CC1350器件是面向低功率,长距离无线应用的无线MCU。CC1310器件包含一个32位ARM Cortex-M3处理器,运行频率为48MHz,作为主处理器和丰富的外设功能集,包括一个独特的超低功耗传感器控制器。该传感器控制器是连接外部传感器和自动收集模拟和数字数据的理想选择,而系统的其余部分处于睡眠模式。

CC1350 SensorTag允许直接连接蓝牙到智能手机和平板电脑,与2公里范围的Sub-1GHz无线电接口相连接。

蓝牙板主要特性

SensorTag具有蓝牙和亚1GHz无线电,用于具有集成PCB跟踪天线的无线应用。包括10个低功耗MEMS传感器,用于感测运动,温度,湿度,压力,光,磁场和声音,与Debug DevPack兼容,用于CCS Cloud和CCS桌面中的即时代码开发,获得SensorTag App支持。其中包括:
1×CC1350 SensorTag。

图3  Simplelink CC1350 LaunchPad蓝牙板外形图

图4  Simplelink CC1350 LaunchPad蓝牙板电路图
详情:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc1350.pdf
http://www.ti.com/lit/ug/swru478/swru478.pdf

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